1 导言
跟着EDA技能的开展及大规模可编程逻辑器材CPLD/FPGA的呈现，电子体系的规划技能和东西发生了巨大的改动，经过EDA技能对CPLD/FP-GA编程开发产品，不只成本低、周期短、牢靠性高，并且可随时在体系中修正其逻辑功用。本文介绍了一种以Altera公司可编程逻辑器材EP1K30TC144-3为操控中心，附加必定外围电路组成的出租车计费器体系。
2 体系整体结构
依据CPLD的出租车计费器的组成如图1所示。各部分首要功用包含：信号输入模块对车轮传感器传送的脉冲信号进行计数(每转一圈送一个脉冲)，并以凹凸脉冲仿照出租汽车发动、中止、暂停、加快按钮，具有输入信号效果;数据转化模块将计费模块输出的车费和旅程转化成4位的十进制数据;译码/动态扫描模块将旅程与费用的数值译码后用动态扫描的方法驱动数码管;数码管显现模块将公里数和计费金额均用4位LED数码管显现(2位整数，2位小数)。
3 单元模块规划
3.1 信号输入模块
该模块首要完结计费功用和现场仿照功用。计费规范为：对车轮传感器传送的脉冲信号进行计数(每转一圈传送一个脉冲)，按行进旅程计费，起步价为7.00元，并在车行3 km后按2.40元/km计费，当计费器抵达或超越20元时，每公里加收50%的车费，车中止不计费。并以凹凸脉冲仿照出租汽车发动、中止、暂停、加快按钮，具有输入信号的效果。
该模块的时序仿真图如图2所示。图中的stop下降沿到来时体系不计费，车费为“0”，旅程为“0”，起步价为7.00元，在车行3 km(图中300为3 km。因为后边有2位小数)后按2.40元/km计费，当计费器抵达或超越20元时，每公里加收50%(即按3.60元/km)的车费。
3.2 数据转化模块
数据转化模块是一个模为10、步长可变的加法计数器，可将计费模块输出的车费和旅程转化成4位的十进制数。该模块经过开关量预置步长，当超越必定预置参数时改动步长。计费模块也选用非紧缩BCD码，但因步长不为1，所以在做非紧缩BCD加法时有必要调整，不然或许导致在超越或未超越预置参数时呈现超程过错。这儿选用仿照微机的AF标志位，在其建立一个半进位标志，当累加和大于9或半进位标志为“1”时，对其累加和调整。转化模块的时序仿真图如图3所示，可见能将旅程和车费转化为4位的十进制数，便于8位数码管显现。
3.3 显现模块
显现模块是由七段LED数码管译码和动态扫描显现两部分组成。选用的是共阴极七段数码管，依据十六进制数和七段显现段码表的对应联系，其间要求旅程和车费都要用2位小数点来标明，所以须设置一个操控小数点的变量，即程序中的dp。这段程序所示的是在数码管的第二、第六个后边显现小数点，完结了旅程和车费都用2位小数点标明的功用。要注意的是假如挑选的扫描频率不合适，或许会呈现小数点闪耀的状况。但只需扫描频率不小于24 Hz，人眼就感觉不到显现器的闪耀。本体系选用36 Hz的扫描频率，扫描脉冲由相应的外围电路供给。七段数码管显现模块的时序如图4所示。
数码管操控及译码显现模块将十进制的输入信号用七段数码管显现，由七段发光二极管组成数码显现器，运用字段的不同组合。可别离显现0～9十个数字。本规划中，要求输出的段信号为低电平有用。
4 体系仿真、归纳、下载
仿真是EDA技能的重要组成部分，也是对规划的电路进行功用和功用测验的有用手法。EDA东西供给了强壮且与电路实时行为相吻合的准确硬件体系测验东西。在建立了波形文件、输入信号节点、波形参数、加输入信号鼓励电平并存盘之后，挑选主菜单“MAX+plusII”中的仿真器项 “Simulator”，弹出对话框之后单击“Start”进行仿真运算，完结之后就可以看到时序波形。图5为总电路的时序图。
终究的电路规划完结后，若整体电路编译无错，且时序仿真成功，可进行硬件测验。将总电路下载到可编程逻辑器材中，按fit文件中主动分配引脚建立硬件电路。体系顶层原理图如图6所示。
翻开电源，数码管有正确的数字显现，操作运转试验成果彻底符合要求。检查陈述文件可得到器材引脚的运用状况及器材内部资源的运用状况，经过替换恰当的器材使其资源配置抵达最优。挑选器材的一般原则是体系所运用的资源不要超越器材资源的80%，若超越90%，体系功耗将增大，作业不安稳。本规划中输入、输出引脚各用22个，器材资源运用率仅为62%，具有较大的扩展空间。
5 结束语
硬件规划说明本次规划的出租车计费器计数脉冲CP来自车轮转速传感器(干簧管)，脉冲经器材内部整形后送计数器;动态扫描脉冲由外围电路给出;体系运用整流、滤波、降压后的出租车电源供电;因为CPLD/FPGA的驱动才能有限，为了增强数码管的亮度，进步体系的牢靠性，规划中在LED驱动和位驱动上别离添加了电流驱动器材ULN2803和2SCl015。现场试验标明：该计费器完结了按预制参数主动计费(最大计费金额为999.9元)、主动计程(最大计程公里数为999.9公里)等功用;可以完结起步价、每公里收费、车型及加费旅程的参数预制(如：起步价5.00元;3公里后，1.20元/公里;计费超越15.00元，每公里加收50%的车费等)，且预置参数可调规模大。因为选用了CPLD/FPGA大规模可编程逻辑器材，整机功耗小、抗干扰才能强、体系安稳、作业牢靠、晋级便利。别的，依据实际需要，体系可便利地添加以下功用：①经过芯片内部编程添加时钟功用(器材内部资源满足)，既可为司机和乘客供给便利，又能为夜间行车主动调整收费规范供给参阅;②用CPLD/FPGA的输出引线操控语音芯片，可向乘客宣布问候语、提示乘客告知司机所要抵达的地址、报出应收缴的费用等。
